JPH1031955A

JPH1031955A - 熱拡散補給型電子源の製造方法およびその電子源を用いた電子線応用装置

Info

Publication number: JPH1031955A
Application number: JP18720896A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Nishiyama; 英利西山; Hiroyuki Shinada; 博之品田; Taku Oshima; 卓大嶋; Katsuhiro Kuroda; 勝広黒田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】熱拡散補給型電子源で放出電子エネルギーの
単色性の高い電子源の製造方法およびその電子源を用い
た電子線応用装置を提案する。【解決手段】熱拡散補給型電子源において，熱拡散補
給源に酸化スカンジウムもしくはスカンジウムもしくは
それら両方の混合体を用い，該補給源にスカンジウムを
用いたときには雰囲気中の酸素ガスと反応させ，該電子
源の動作温度をスカンジウムおよび酸素が針状電極先端
に供給されるための温度範囲であるとし，針状電極に
Ｗ，Ｔａ，ＮｂおよびＭｏとして（１００），（１１
１），（１１０）もしくは（３１０）の，Ｈｆ，Ｒｅ，
Ｏｓ，ＴｃおよびＲｕとして（１１００）もしくは
（０００１）の，Ｉｒとして（１００），（１１０）も
しくは（１１１）の結晶面が先端となるような単結晶を
用いる。【効果】電子放出面の仕事関数を減少させ，かつ動作
温度を低くすることができるため放出電子エネルギーの
単色化がはかれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子顕微鏡や電子線
描画装置等の電子線応用装置において用いられる電子源
製造方法に関し，特に長期安定でかつエネルギーの揃っ
た電子放出，すなわちエネルギー分布の半値幅（ＦＷＨ
Ｍ：ＦｕｌｌＷｉｄｔｈａｔＨａｌｆＭａｘｉ
ｍｕｍ）の狭い電子放出を得るための電子源材料および
電子源動作温度の条件，ならびにその電子源を用いたこ
れら電子線応用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】長期安定でかつエネルギーの揃った電子
放出が得られる電子源として，これまで熱拡散補給型電
子源が用いられていた。この電子源は１０００Ｋ以上に
加熱して使用するので残留ガスの吸着が少なく，安定性
に優れている。例えば，図２のようにＷ製の加熱用Ｖ字
型発熱体２１と先端を尖らせたＷ＜１００＞針状電極２
２と針状電極２２の根元に補給源として酸化ジルコニウ
ム粉末２３を焼結させたもの（以下Ｚｒ／Ｏ／Ｗと略
す）が使用されていた（特開昭５９−４９０６５）。こ
の電子源は，該補給源のＺｒおよびＯを〜１８００Ｋの
加熱により拡散させ，針状電極先端へ安定に供給し，針
状電極先端にＺｒおよびＯを吸着させ，電子放出面であ
る（１００）面の仕事関数を特に減少させている。こ
のとき針状電極先端に電場を印加することによって放出
電子を得る。Ｚｒ／Ｏ／Ｗでは，放出電子のＦＷＨＭは
最小値でも〜０．４ｅＶであった。

【０００３】一方，ＦＷＨＭの狭い電子源としてはＷ
＜３１０＞電界放出電子源（以下Ｗ＜３１０＞と略す）
がある。この電子源は室温にて，電子源先端に電場を印
加することによってＷ（３１０）面からの電界放出電子
を得ている。このときのＦＷＨＭは〜０．３ｅＶであ
り，Ｚｒ／Ｏ／Ｗよりも狭いが残留ガスの吸着による電
子放出面の仕事関数増加により，放出電流が不安定とな
るため，定期的（約８時間おき）に加熱処理が必要であ
った。

【０００４】これら電子源は，透過型電子顕微鏡，走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ，ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔ
ｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ），低加速ＳＥＭ，測長
ＳＥＭ，電子線描画装置等の電子線応用装置に利用され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では，Ｚｒ
／Ｏ／Ｗは安定性は良いが，ＦＷＨＭは広かった。一
方，Ｗ＜３１０＞はＦＷＨＭは狭いが安定性に弱点があ
った。本発明ではこれら問題を解決し，ＦＷＨＭをＷ＜
３１０＞程度もしくはそれ以上に狭くし，かつ安定性を
Ｚｒ／Ｏ／Ｗ程度もしくはそれ以上に向上させるための
新材料を用いた熱拡散補給型電子源の製造方法を提案す
る。

【０００６】一方，電子線応用装置，例えばＬＳＩ評価
に使用される低加速ＳＥＭおよび測長ＳＥＭにおいては
メンテナンスフリーの要求を満たすために長期安定性に
優れた熱拡散補給型電子源Ｚｒ／Ｏ／Ｗが用いられてい
た。しかし，この電子源はＦＷＨＭが広いという欠点が
あり，そのため色収差が大きくなり分解能の低下につな
がっていた。例えば，現在主流の１６〜６４Ｍｂｙｔｅ
のＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅ
ｓｓＭｅｍｏｒｙ）の電気線幅は０．２５〜０．３μ
ｍである。一方，このＤＲＡＭの電気線の検査には，２
％の精度が要求されている。したがって，分解能として
は６ｎｍ（０．３μｍ×２％）が要求される。この分解
能は従来のＺｒ／Ｏ／Ｗ（ＦＷＨＭは０．４ｅＶ）で達
成されている。しかしながら，次世代の２５６Ｍ〜１Ｇ
ｂｙｔｅのＤＲＡＭの電気線幅は０．２μｍであり，分
解能は４ｎｍが必要である。分解能はＦＷＨＭ／（加
速電圧）に比例するので，ＦＷＨＭとしては０．２〜
０．３ｅＶが必要となる。それゆえに，このようにＦＷ
ＨＭが狭く，安定性に優れた熱拡散補給型電子源の開発
が必要とされている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】まず始めに熱拡散補給型
電子源の電子放出原理を説明し，どのようにすればＦＷ
ＨＭを狭めることができるかを説明する。図３は電子放
出の原理を示した図である。図３（ａ）は金属表面に電
場Ｆを印加することによって，金属内の電子が放出され
る様子を表している。ここでＶ（ｚ）は，表面（ｚ＝
０）に電場Ｆを印加したときに生ずる表面近傍の電子の
受けるポテンシャル障壁である。Ｖ（ｚ）は放出した電
子の鏡像効果と電場により，Ｖ（ｚ）＝−ｅ・ｅ／４ｚ
−ｅＦｚ（ｚ＞０）で表される。ただし，真空準位を０
とした。ポテンシャル障壁の頂点のエネルギーＥｍはＶ
（ｚ）の式より，Ｅｍ＝−√（ｅ・ｅ・ｅ・Ｆ／４）と
なり，電場Ｆが大きいほど真空準位より低下する。次
に，図３（ｂ）にエネルギー分布の概形を表す。エネル
ギー分布の形は電場Ｆの大きさによって次の三種類に分
けられる。（ｉ）Ｆ：小の場合。ポテンシャル障壁が厚
いので障壁を透過する電子は少なく，熱励起によりポテ
ンシャル障壁を越えて放出するショットキー放出電子が
主成分となる。したがって，エネルギー分布の概形は低
エネルギー側が急峻に落ち込んだものになる。また，こ
のとき放出する電子は熱励起されたものであるので，Ｆ
ＷＨＭは温度に比例する。（ｉｉ）Ｆ：大の場合。ポテ
ンシャル障壁が薄くなり障壁を透過する電界放出電子が
主成分となる。エネルギー分布の概形は，熱励起による
広がりを無視すれば，フェルミエネルギーＥＦより高エ
ネルギー側が急峻に落ち込んだものになる。（ｉｉｉ）
Ｆ：中の場合。ショットキー放出電子と電界放出電子が
ほぼ均等に混在した熱電界放出となる。熱拡散補給型電
子源の場合，ショットキー放出電子が放出する領域で使
用するためＦＷＨＭの最小値は温度で決定される。その
ため，動作温度が低いほど放出電子の単色化に有利にな
る。

【０００８】しかし，動作温度が低いと放出電子数が
減少してしまうし，針状電極先端まで補給源が供給され
ない可能性もある。そこで，それを補うために，動作温
度が１８００Ｋより低くても針状電極先端に供給され，
電子放出面の仕事関数をＺｒ／Ｏ／Ｗより減少させる
ことのできる補給源を用いる。

【０００９】この課題を解決するために，先端を針状に
し，先端の表面が（１００）となるＷ＜１００＞針状電
極と，補給源としてスカンジウム，酸化スカンジウムも
しくはそれらの混合体からなる物質を用いる。補給源と
して酸化スカンジウム，もしくは酸化スカンジウムとス
カンジウムの混合物を用いた場合，それらを拡散させる
ことによって針状電極先端に酸素とスカンジウムを吸
着させる。一方，補給源としてスカンジウムを用いた場
合は，スカンジウムを拡散させ，かつ酸素ガスと反応さ
せて針状電極先端に酸素とスカンジウムを同時に吸着さ
せる。以下，この電子源をＳｃ／Ｏ／Ｗと略記する。ま
た，針状電極は，Ｗ，Ｔａ，ＮｂおよびＭｏとして（１
００），（１１１），（１１０）もしくは（３１０）
の，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｏｓ，ＴｃおよびＲｕとして（１１
００）もしくは（０００１）の，Ｉｒとして（１０
０），（１１０）もしくは（１１１）の結晶面が先端と
なるような単結晶を用いてもよい。

【００１０】実験によると，１２００Ｋ〜１７００Ｋの
温度範囲で拡散源のＳｃおよびＯが針状電極先端に安定
に供給され，電子放出面（１００）の仕事関数を減少さ
せ，電子放出が得られた。図４にそのときの実験結果を
示す。針状電極先端の曲率半径は１．２μｍ，先端に印
加した電場は０．４６Ｖ／ｎｍである。縦軸は放射角電
流密度，横軸は針状電極先端の温度である。この図から
わかるように〜１２００Ｋで電子が放出し始め，〜１７
００Ｋで電子の放出はなくなる。〜１７００Ｋで電子放
出がなくなる理由は，ＳｃおよびＯの供給量より蒸発量
が大きくなるためである。安定に電子放出しているとき
の放射角電流密度は，動作温度が低いにもかかわらず，
Ｚｒ／Ｏ／Ｗと同程度であった。このことはＺｒ／Ｏ／
ＷよりもＳｃ／Ｏ／Ｗの仕事関数が小さいことを示して
いる。すなわち，Ｓｃ／Ｏ／ＷはＺｒ／Ｏ／Ｗより動作
温度が低く，ＦＷＨＭが狭くなることを示している。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１に，本発明の第一の実施例を示す。ま
ず，Ｖ字型に成形された直径０．１２７ｍｍのタングス
テン（Ｗ）製発熱体１の先端に直径０．１２７ｍｍから
なるＷ＜１００＞単結晶を点熔接し，その先端を濃度５
％の水酸化ナトリウム水溶液で電界研磨により鋭く尖ら
せて針状電極２を作成する（図１（ａ））。このときの
先端曲率半径は０．１μｍ程度であり，また発熱体１か
ら針状電極２先端までの長さを１ｍｍ程度になるように
する。その後，１０の−６乗Ｔｏｒｒ程度の真空中で２
１００Ｋ，１０日間加熱することにより先端曲率半径を
１．２μｍにする。次に，空気中に取り出し，補給源３
として酸化スカンジウムの粉末を純水もしくはニトロセ
ルロースを混合した有機溶媒，例えばコロジオンでスラ
リー状にし，針状電極２の根元近傍に付着させ熱拡散補
給型電子源を作製する（図１（ｂ））。次に，この熱拡
散補給型電子源４を図１（ｄ）のようなエネルギー分析
装置に搭載する。熱拡散補給型電子源４には，針状電極
先端以外からの電子放出を防ぐためサプレッサ電極５を
かぶせ，対向する位置にアノード６を置く。熱拡散補給
型電子源４は加熱電源８により通電加熱できるようにな
っており，針状電極の温度は光温度計１０によって測定
され，温度と加熱電流の関係が記録される。また，アノ
ード６を接地し，熱拡散補給型電子源４に引出電圧９に
より負の電位を与えることができる。放出された電子は
エネルギー分析器７によりエネルギー分布が測定され
る。この装置の熱拡散補給型電子源４を含む電子放出経
路を１０の−９乗Ｔｏｒｒ程度の真空にし，発熱体１を
加熱電源８を用いて電流値〜２．６Ａで通電加熱して，
１８００Ｋ程度にし，純水もしくはコロジオンを蒸発さ
せ，酸化スカンジウムを焼結させる。その後，補給源
３のＳｃおよびＯを針状電極先端へ供給させるために，
光温度計１０で針状電極の温度を測定しながら加熱電源
８を電流値〜２．５Ａに調節し，針状電極の動作温度を
１５００Ｋに保つ。すると，補給源３のＳｃおよびＯが
針状電極２の先端部まで拡散する。このようにして針状
電極２先端にＳｃおよびＯを供給させ，（１００）表面
の仕事関数を減少させる。ここで，針状電極２先端に，
引出電源９を用いて，電場を印加して放出電子を得る。
放出電子はエネルギー分析器７に入り，エネルギー分布
が測定される。安定に電子放出しているときの放射角電
流密度Ｊとエネルギー分布の半値幅（ＦＷＨＭ）の関係
を図５に示す。Ｚｒ／Ｏ／Ｗよりも仕事関数および動作
温度が低くなっているため，ＦＷＨＭは狭くなってい
る。ここでは，針状電極の動作温度を１５００Ｋにした
が，１２００Ｋ〜１７００Ｋの範囲ならば補給源からＳ
ｃおよびＯは安定に供給される。

【００１２】また，補給源３として酸化スカンジウム，
酸化スカンジウムおよびスカンジウムの混合体，もしく
はそれらを含む物質を用いて図１（ｂ）のように針状電
極２の根元近傍に付着させても良いし，酸化スカンジウ
ム，酸化スカンジウムおよびスカンジウムの混合体，も
しくはそれらを含む物質を針状電極自身，もしくはその
近傍に図１（ｃ）のように蒸着しても良い。それ以外に
も，補給源３としてスカンジウム，もしくはそれを含む
物質を図１（ｂ）のように針状電極２の根元近傍に付着
させても，針状電極自身，もしくはその近傍に図１
（ｃ）のように蒸着しても，その後酸素と反応させるこ
とによって，針状電極２先端にＳｃおよびＯを供給する
ことができる。これらの場合も針状電極の動作温度範囲
は１２００Ｋ〜１７００Ｋであった。さらに針状電極２
は，Ｗ，Ｔａ，ＮｂおよびＭｏとして（１００），（１
１１），（１１０）もしくは（３１０）の，Ｈｆ，Ｒ
ｅ，Ｏｓ，ＴｃおよびＲｕとして（１１００）もしく
は（０００１）の，Ｉｒとして（１００），（１１０）
もしくは（１１１）の結晶面が先端となるような単結晶
を用いても同様の効果が得られた。

【００１３】（実施例２）実施例１に記載の熱拡散補給
型電子源を搭載した低加速ＳＥＭの例を図６に示す。サ
プレッサ電極６０２を備えた熱拡散補給型電子源６０１
の直下にはアノード６０３があり，熱拡散補給型電子源
６０１とアノード６０３の間には高圧の引き出し電源６
０４により電場が与えられている。また，熱拡散補給型
電子源６０１は加速電源６０５によりグランドに対して
負の電位が与えられている。熱拡散補給型電子源６０１
は加熱電源６０６により通電加熱できるようになってい
る。加熱電流とその値に対する電子源の温度の関係はあ
らかじめ測定されている。熱拡散補給型電子源６０１よ
り引き出された電子６０７はアノード６０３の中心に開
けられた孔を通過し，走査偏向器６０８により偏向され
た後，レンズ６０９により収束される。対物絞り６１０
を通過した電子はステージ６１２にのせた試料６１１上
に焦点を結ぶ。試料に当たった電子はその後反射され，
反射電子６１６の電流を検出器６１７で測定することに
より試料の像を得る。なお，引き出し電源６０４，加速
電源６０５および加熱電源６０６は制御計算機６１３に
より制御されている。走査偏向器６０８，レンズ６０
９，対物絞り６１０およびステージ６１２は制御計算機
６１４により制御されている。

【００１４】このような構成において，まず搭載した熱
拡散補給型電子源６０１の先端の仕事関数，温度，加速
電圧および電流密度を制御計算機６１２に入力する。す
ると，必要な電流密度の得られる引き出し電圧が自由電
子モデル計算により決定され，引き出し電源６０４が設
定される。これにより電子放出が得られる。さらに試料
６１１の観測したい領域を制御計算機６１４に入力する
ことにより，低加速ＳＥＭが実現できる。

【００１５】この低加速ＳＥＭのように従来型Ｚｒ／Ｏ
／Ｗの代わりにＳｃ／Ｏ／Ｗを搭載すると，分解能の向
上が図れる。低加速ＳＥＭの場合，低放射角電流密度
（Ｊ〜１０μＡ／ｓｒ），低加速電圧〜８００Ｖで使用
するので，得られる分解能はほぼ放出電子のＦＷＨＭに
比例する。図３からもわかるように，Ｊ〜１０μＡ／ｓ
ｒでは，Ｚｒ／Ｏ／ＷよりもＦＷＨＭを０．２５／
０．４倍にできることから，分解能の向上に役立つ。具
体的には，Ｚｒ／Ｏ／ＷからＳｃ／Ｏ／Ｗにすることに
よって分解能が６ｎｍから４ｎｍになった。このような
効果は測長ＳＥＭに関しても同様である。なお，試料６
１１に電子を照射することによって発生する反射電子，
透過電子もしくは光の強度もしくはエネルギーを検出器
６１７で検出すれば試料の組成分析にも応用可能であ
る。

【００１６】さらに，この熱拡散補給型電子源Ｓｃ／Ｏ
／Ｗを従来型Ｚｒ／Ｏ／Ｗの代わりに電子線描画装置に
搭載すると，ＦＷＨＭが同じでも，放射角電流密度を〜
１０倍にすることができスループットの向上が図れる。
具体的にはＦＷＨＭ＝０．５ｅＶが必要であるとき，放
射角電流密度Ｊは，図５のように，Ｚｒ／Ｏ／Ｗを用い
た場合は２００μＡ／ｓｒであるが，Ｓｃ／Ｏ／Ｗを用
いれば１０００μＡ／ｓｒまで増加させることが可能で
ある。また，これら以外にも透過型電子顕微鏡に本発明
の熱拡散補給型電子源を利用可能である。

【００１７】

【発明の効果】従来の電子源Ｚｒ／Ｏ／Ｗよりも，動作
温度を１００〜６００Ｋ低くすることが可能な熱拡散補
給型電子源Ｓｃ／Ｏ／Ｗを使用することにより，放出電
子エネルギーの単色化をはかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱拡散補給型電子源実施例１の形成工
程図，およびエネルギー分析装置である。

【図２】従来型電子源Ｚｒ／Ｏ／Ｗの図である。

【図３】電子源からの電子放出の原理図である。

【図４】本発明の熱拡散補給型電子源Ｓｃ／Ｏ／Ｗから
放出される電流の温度変化を示した実験結果である。

【図５】本発明の熱拡散補給型電子源Ｓｃ／Ｏ／Ｗと従
来型の熱拡散補給型電子源Ｚｒ／Ｏ／Ｗの放射角電流密
度ＪとＦＷＨＭの関係の実験結果である。

【図６】実施例２に係わる，本発明の熱拡散補給型電子
源を搭載した低加速走査型電子顕微鏡である。

【符号の説明】

１：発熱体２：針状電極３：熱拡散補給源４：熱
拡散補給型電子源５：サプレッサ電極６：アノード
７：エネルギー分析器８：加熱電源９：引出電源
１０：光温度計２１：発熱体２２：針状電極２
３：熱拡散補給源６０１：熱拡散補給型電子線源６０２：サプレッサ電
極６０３：アノード６０４：引き出し電源６０５：加速電源６０６：加
熱電源６０７：電子６０８：走査偏向器６０９：レンズ６１０：対物絞
り６１１：試料６１２：ステージ６１３：制御計
算機６１４：制御計算機６１６：反射電子６１７：検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒田勝広東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端を針状にした金属の針状電極と該針状
電極を加熱する発熱体からなる電子源において，該電子
源は補給源を有し，該発熱体は電流加熱可能になってお
り，該補給源材料を該針状電極に供給させるための電子
源の温度を光温度計により測定し，該発熱体に流す電流
値を決定することを特徴とする熱拡散補給型電子源の製
造方法。
【請求項２】請求項１に記載の熱拡散補給型電子源の製
造方法で，上記補給源は酸化スカンジウム，酸化スカン
ジウムおよびスカンジウムの混合体，もしくはそれらを
含む物質であり，該電子源の動作温度は，該補給源のス
カンジウムおよび酸素が該針状電極先端に拡散により供
給され，かつ該針状電極先端においてスカンジウムおよ
び酸素が存在しうる範囲であることを特徴とする熱拡散
補給型電子源の製造方法。
【請求項３】請求項１に記載の熱拡散補給型電子源の製
造方法で，上記補給源はスカンジウム，もしくはそれを
含む物質であり，該電子源の動作温度は，該補給源のス
カンジウムが該針状電極先端に拡散により供給され，か
つ雰囲気中の酸素と反応させ，該針状電極先端において
スカンジウムおよび酸素が存在しうる範囲であることを
特徴とする熱拡散補給型電子源の製造方法。
【請求項４】請求項２に記載の熱拡散補給型電子源の製
造方法で，上記補給源のうち酸化スカンジウム，もしく
は酸化スカンジウムおよびスカンジウムの混合体を含む
物質で，酸化スカンジウム，もしくは酸化スカンジウム
およびスカンジウムの重量パーセントが５０％以上であ
ることを特徴とする熱拡散補給型電子源の製造方法。
【請求項５】請求項３に記載の熱拡散補給型電子源の製
造方法で，上記補給源のうちスカンジウムを含む物質
で，スカンジウムの重量パーセントが５０％以上である
ことを特徴とする熱拡散補給型電子源の製造方法。
【請求項６】請求項２，３，４および５に記載の熱拡散
補給型電子源の製造方法で，上記のスカンジウムおよび
酸素が上記針状電極先端に供給されるための針状電極先
端の動作温度範囲が１２００Ｋ〜１７００Ｋであること
を特徴とする熱拡散補給型電子源の製造方法。
【請求項７】請求項２，３，４，５および６に記載の熱
拡散補給型電子源の製造方法で，上記補給源に用いる材
料を上記針状電極，上記発熱体もしくはそれら近傍に付
着させるための手段として，純水もしくは有機物で混合
して塗布することを特徴とする熱拡散補給型電子源の製
造方法。
【請求項８】請求項７に記載の熱拡散補給型電子源の製
造方法で，上記有機物には，ニトロセルロースを含むこ
とを特徴とする熱拡散補給型電子源の製造方法。
【請求項９】請求項２，３，４，５および６に記載の熱
拡散補給型電子源の製造方法で，上記補給源を上記針状
電極，上記発熱体もしくはそれら近傍に付着させるため
の手段として，蒸着によって付着させることを特徴とす
る熱拡散補給型電子源の製造方法。
【請求項１０】請求項２，３，４，５，６，７，８およ
び９に記載の熱拡散補給型電子源の製造方法で，上記針
状電極にＷ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，ＴｃもしくはＲｕを用いることを特徴とする熱拡散
補給型電子源の製造方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の熱拡散補給型電子源
の製造方法で，上記針状電極のＷ，Ｔａ，ＮｂおよびＭ
ｏとして（１００），（１１１），（１１０）もしくは
（３１０）の，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｏｓ，ＴｃおよびＲｕと
して（１１００）もしくは（０００１）の，Ｉｒとして
（１００），（１１０）もしくは（１１１）の結晶面が
先端となるような単結晶を用いることを特徴とする熱拡
散補給型電子源の製造方法。
【請求項１２】熱拡散補給型電子源を搭載し，上記発熱
体を加熱する加熱電源と，該熱拡散補給型電子源から電
子を引き出すための電場を与える引き出し電源と，該熱
拡散補給型電子源からの放出電子を加速するための加速
電源と，該放出電子を収束させるための絞りを備えたレ
ンズと，収束させた該放出電子を試料の所定位置に照射
させるための走査偏向器およびステージからなることを
特徴とする熱拡散補給型電子源を用いた電子線装置。
【請求項１３】請求項１２に記載の電子線装置で，試料
に電子を照射することによって発生する反射電子，透過
電子もしくは光の強度もしくはエネルギーを検知する検
出器を備えたことを特徴とする熱拡散補給型電子源を用
いた電子線装置。
【請求項１４】請求項１２もしくは１３に記載の電子線
装置で，上記加熱電源を制御する制御計算機を備え，該
制御計算機は，上記熱拡散補給型電子源の針状電極の温
度を所定の温度になるように設定し，さらに，上記引き
出し電源，上記加速電源，上記レンズ，上記走査偏向器
および上記ステージを制御する制御計算機を備え，該制
御計算機は所定の電流密度が得られる強度の電場を該熱
拡散補給型電子源の先端に生じさせる引き出し電圧およ
び加速電圧を設定し，かつ該試料の所定の位置に電子を
照射させるための位置合わせを行うことを特徴とする熱
拡散補給型電子源を用いた電子線装置。